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Verfahren zur Erzeugung von Fäden und Fasern aus Thermoplasten Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur vollkontinuierlichen Erzeugung von Fäden und
Fasern aus vor ihrer Verspinnung extrahierten Termoplasten, vorzugsweise Polyamiden,
nach dem Schmelzspinnverfahren.
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Zur Herstellung von Fäden oder Fasern aus Thermoplasten sind folgende
Schmelzspinnverfahren bekannt: Das Stabspinnverfahren, bei dem das Polymerisat oder
Polykondensat zu Stäben gegossen und direkt einer Aufschmelzvorrichtung zugeführt
wird.
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Das Bandspinnverfahren, bei dem das Polymerisab oder Polykondensat
zu einem Band gegossen und einer AuSschmelzvorrichtung zugeführt oder in Stücke
geschnitten und anschließend zur Verspinnung aufgeschmolzen wird0 Das Rostspinnverfahren,
bei dem das Polymerisat oder Polykondensat in Bänder gegossen, in Stücke geschnitten,
extrahiert getrocknet und einem Aufschmelzrost zugeführt wird.
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Das Extruderverfahren, wobei das Polymerisat oder Polykondensat in
Bänder gegossen, in Stücke geschnitten, extrahiert und im Extruder aufgeschmolzen
wird.
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Das Direktspinnverfahren, wobei das Polymerisat oder Polykondensat
direkt aus einem VK-Rohr versponnen wird0 Das Stabspinnverfahren arbeitet mit gegossenen,
nicht extrahierten Stäben. Die Dosierung erfolgt durch Vorschub des Stabes, wodurch
relativ hohe Titerschwankungen auftreten. Die Monomerenanteile müssen, ebenso auch
wie bei dem Bandspinnverfahren, nachträglich aus dem Spinngut entfernt werden, wodurch
Schwierigkeiten beim anschließenden Streckprozeß auftreten können Bei dem technisch
am häufigsten angewandten Rostspinnverfahren wird nach dem kontinuierlichen Polymerisationsprozeß
das Polymerisat oder Polykondensat in Form von Bändern. gegossen, die zu einem Granulat
zerkleinert werden. Das Granulat muß diskontinuierlich extrahiert und getrocknet
werden. Diese beiden Verarbeitungsstufen sind im Hinblick auf die dafür notwendigen
technischen Ausrüstungen sowie die technologisch erforderliche Zeit sehr aufwendig.
Die durch die Größe des Granulates bedingten längeren Aufschmelzzeiten im Spinnkopf
können thermische Schädigungen des Polymerisates oder Polykondensates bewirken,
so daß um Qualitätsminderungen bei der textilen Verarbeitung aus zu schalten, das
Spinngut einem Waschprozeß unterzogen werden muß.
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Das Extrusionsspinnverfahren erfordert die gleichen Ver arbeitungsstufen
bei der Granulatherstellung, setzt Jedoch die Wiederaufschmelzzeiten für die Fadenbildung
herab, Das Rost- sowie das Extrusionsspinnverfahren bedingten also durch die Granulatherstellung
diskontinuierliche Arbeitsprozesse der Extraktion und Trockung und erfordern
zur
Erzielung monomen- und oligomerarmer Granulate von z.B. 0,5 % extrahierbarer Restanteile
einen sehr zeitaufwendigen Arbeitsprozeß.
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Beim Direktspinnverfahren entfallen zwar die Verarbeitungsstufen der
Granulatherstellung, der Granulatextraktion und -trocknung. Das anfallende Spinngut
hat einen Monomergehalt von etwa 10 oder nachträglich durch einen Waschproneß verringert
werden muß. Dabei tritt eine Qualitätslinderung des Spinngutes ein.
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Bei anderen spinnverfahren wird durch eine Jedoch apparativ aufwendige
Vakuum-Entmonomerisierung der flüssigen Schmelze ein Spinngut mit einem zwar verringerten
Monomergehalt hergestellt. Aber auch dieses Spinngut muß wegen der textiltechnischen
Anforderungen einem nachträglichen Waschprozeß unterworfen worden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Polymerisat bzw. Polykondensat
kontinuierlich und damit automatisierbar in wesentlich kürzerer Zeit praktisch vollständig
von seinen extrahierbaren Anteilen zu befreien, zu trocknen und aufzuschmelzen.
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Erfindungsgemäß wird dies erreicht, wenn die kontinuierlich aus einer
Polymerisat- bzw. Polykondensatschmelze vorzugsweise in Form von Folien gegossenen
Formgebilde mit großer Oberfläche nach ihrer Erstarrung und vor ihrem Wiederaufschmelzen
durch einen Extraktionsprozeß praktisch restlos von den vorhandenen Monomeren und
Oligomeren befreit werden. Dazu wird die Folie gegebenenfalls unter häufiger Änderung
der Führnngsrichtung vertikal oder horizontal durch einen oder mehrere Extraktoren
und anschließend durch einen oder mehrere, gegebenenfalls unter Inertgas oder
Vakuum
stehende Trockner geführt. Nach Passieren des Trockners bzw der Trockner wird die
Folie zweckmäßig in einer Inertgasatmosphäre, z.B. Stickstoff, einem Aufschmelzaggregat
zugeführt, unter direkter oder indirekter Einwirkung eines Wärmeträgers aufgeschmolzen
und anschließend in bekannter Weise versponnen.
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Die extrahierte und getrocknete Folie kann zum Aufschmelzen auch einem
Extruder zugeführt werden, aus welchem die Schmelze in die nachgeschalteten Düsen
gepreßt und zu Fäden oder Fasern versponnen wird.
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Ein derartiges Verfahren erlaubt durch zweckmässigere technische Ausrüstungen
sowie relativ kurze Bearbeitungszeiten in den einzelnen Stufen eine beachtliche
Steigerung der Rentabilität des beschriebenen Prozesses.
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Gleichzeitig werden Bearbeitungsstufen und Faktoren ausgeschaltet,
die sich negativ auf die Qualität des Spinngutes auswirken können. Ein weiterer
Vorteil des errindungsgemäßen Verfahrens ist daher, daß die sich beim Spinnprozeß
rückbildenden Monomeranteile so gering sind, daß das Spinngut den textil-technischen
Anforderungen entspricht und sich somit eine nachträgliche Wäsche erübrigt.
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Die Erfindung wird nach dem in der Zeichnung dargestellten AusSührungsbeispiel
wie folgt erläutert Die zum Beispiel in einem Reaktionsrohr 1 hergestellte Polymerisat-
bzw. Polykondensatschmelze wird mit Hilfe einer Breitbandschlitzdüse 2 zu einer
Folie von ca.
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0,1 mm Dicke gegossen und durch die nachgeschaltete gekühlte Walze
3 zum Erstarren gebracht. Die erstarrte Folie wird kontinuierlich durch einen oder
mehrere
Extraktoren 4 gerührt, wobei unter vielfacher Änderung der
Führungsrichtung die Monomeren und Oligomeren in bekannten Weise zum Beispiel durch
Waschen mit Wasser bei etwa 95°C in ca. 3 Minuten restlos entfernt werden. Nachdem
die von den Extraktstoffen befreite Folie in einen unter Inertgas stehenden Trockner
5 eingeleitet und unter Umlenkung der Führungsrichtung während der Passage bei etwa
1000C getrocknet wurde, wird sie ebenfalls kontinuierlich einem unter Inertgas stehenden
Aufschmelzaggregat 6 zugleitet und unter direkter Wärmeeinwirkung eines mit Abstreifern
versehenen beheizten Walzensystemes aufgeschmolzen. Die so erhaltene Schmelze wird
über die Leitung 7 den Spinndüsen zugeführt und in bekannter Weise zu Fäden oder
Fasern versponnen.
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Die Waschdauer zu" Entfernung der Extraktstoffe ist abhängig von der
Dicke der aus der Polymerisat~ bzw. Polykondensatschmelze gegossenen und erstarrten
Folie.